一种全新的、史无前例的空间天气模型可靠地预测了高能粒子的空间风暴,这种风暴对许多绕地球外层辐射带运行的卫星和航天器有害。最近发表在杂志上的一篇论文空间天气详细介绍了该模型如何在超高速电子的空间风暴之前准确地给出一天的预警,超高速电子通常被称为“杀手”电子,因为它们会对导航、通信和气象监测卫星等航天器造成损害。这是研究人员第一次成功地预测了整个外层带区域的杀手电子。
洛斯阿拉莫斯国家实验室的空间科学家、该研究的主要作者陈岳说:“社会对现代技术基础设施的日益依赖,使我们特别容易受到空间天气威胁的影响。”“如果我们的GPS或通信卫星失灵,可能会对从航空旅行到银行交易等方方面面产生广泛的负面影响。因此,能够准确预测空间天气是长期以来的目标。这种模式是朝着实现这一目标迈出的坚定一步。”
在地球赤道处,外辐射带——也被称为外范艾伦带——从地球上方约8000英里处开始,到30000英里处结束。该带内的高速高能电子以其高变异性而闻名,特别是在太阳风暴期间,当来自太阳的新粒子进入地球空间环境时——这使得它们极其难以预测。
该模型采用了一种独特的方法,将杀手电子群与洛斯阿拉莫斯国家实验室地球同步赤道轨道卫星以及国家海洋和大气管理局低地球轨道卫星在3.5年周期内所做的测量结果联系起来。通过建立电子和近地轨道卫星测量数据之间的相关性,Chen和他的同事能够识别预测所需的信息触发点,并开发出一个可靠的模型来预测外层带内高能电子的变化。
他说:“我们对这种模式未来的潜力感到非常兴奋。”“我们做的研究和改进越多,我们就越有可能在新的杀手电子到来之前做出更可靠的预测,并有更长的预警时间。”
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